Przejdź do treści

Uniwersytet Śląski w Katowicach

Od wynalazku do komercjalizacji. Inżynieria biomateriałowa

26.03.2020 - 08:31 aktualizacja 26.03.2020 - 08:36
Redakcja: MK, Sekcja Prasowa
Tagi: implanty, inżynieria biomateriałowa, patenty

Są takie dyscypliny naukowe, które cechuje wysoki potencjał wynalazczy. Do tej grupy z pewności należy inżynieria materiałowa. – W naszym zespole badamy i projektujemy przede wszystkim biomateriały. Poszukujemy nowych rozwiązań, bądź modyfikujemy już znane. Wiemy, że poziom innowacyjności podejmowanych przez nas działań jest wysoki. W związku z tym patentowanie wyników prac wydaje się czymś naturalnym – mówi dr hab. Bożena Łosiewicz, prof. UŚ z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych.

Praktyczne stosowanie biomateriałów w medycynie, głównie w implantologii, dostarcza wielu ciekawych wyzwań, z którymi mierzą się naukowcy. Cel jest zawsze taki sam – aby końcowy produkt był trwały i właściwie spełniał swoje funkcje. To z pewnością motywuje do intensywnych poszukiwań. Na naukowcach spoczywa duża odpowiedzialność, biomateriały są bowiem wykorzystywane na przykład do tworzenia implantów, które przez wiele lat muszą pełnić określone funkcje i nie mogą być zbudowane ze związków szkodliwych dla organizmu ludzkiego. Na przykład endoprotezy stawu biodrowego czy kolanowego powinny jak najdłużej radzić sobie z ogromnymi przeciążeniami, w taki sposób, aby pacjent mógł na co dzień normalnie funkcjonować. Niedoścignionym wzorem jak zawsze jest natura. Poszukuje się więc rozwiązań pozwalających otrzymać biomateriał jak najbardziej zbliżony do naturalnych tkanek, na przykład do struktury kości. Jak osiągnąć taki efekt? Można zaprojektować odpowiednie powłoki implantów.

– Modyfikację powierzchni przeprowadzamy głównie na drodze metod elektrochemicznych, stosujemy proces elektroosadzania powłok polimerowych, ceramicznych, kompozytowych czy hybrydowych. Zastanawiamy się nad najbardziej optymalnym składem biomateriału, czasem udoskonalamy także znane nam metody. Jeśli uznamy, że efekt naszych starań jest innowacyjny, staramy się o uzyskanie prawa ochronnego na wynalazek – mówi prof. Bożena Łosiewicz.

– W naszym zespole szczególną uwagę zwraca się na biopolimery, czyli takie związki, które występują w przyrodzie. Przez ostatnich kilka lat pracowaliśmy nad pokryciami z kolagenu typu I. Jest to jedno z najważniejszych białek występujących w naszym organizmie, w tkankach chrzęstnych i w kościach. Ten typ kolagenu pozyskujemy ze ścięgien w ogonach szczurzych czy ze skóry świńskiej. Dzięki niemu struktura kości pacjenta, do której wprowadzony zostanie taki wszczep, szybciej się regeneruje – dodaje mgr inż. Patrycja Osak z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych, która interesuje się głównie implantami stomatologicznymi.

Nowoczesne powłoki wszczepów stają się także nośnikami leków. Substancje lecznicze, które są wprowadzane już podczas zabiegu implantacji, zapobiegają powstawaniu miejscowego stanu zapalnego, przyspieszają regenerację tkanek i dzięki temu zwiększają prawdopodobieństwo przyjęcia się wszczepu. To inteligentny sposób podawania farmaceutyków. Dzięki odpowiednim powłokom można zaplanować dawkę leku, długość jego podawania i stężenie.

– Jest to szczególnie ważne w przypadku osób starszych, które zwykle przyjmują wiele medykamentów. O tych, wprowadzanych wraz z implantem, nie muszą pamiętać. Ich organizm nie jest dodatkowo obciążany – komentuje prof. Bożena Łosiewicz.

– To bardzo ciekawe wyzwania szczególnie dla kogoś, kto od dziecka marzył o medycynie. Chciałam tworzyć coś, co w przyszłości może pomóc innym ludziom. Łączę zainteresowania z inżynierii materiałowej i inżynierii biomedycznej. Wykorzystuję wiedzę medyczną, fizyczną i chemiczną, koncentrując się na tych biomateriałach, które mnie najbardziej interesują, czyli na implantach stomatologicznych – dodaje z kolei mgr inż. Patrycja Osak.

Oprócz projektowania nowych rozwiązań w dziedzinie inżynierii biomateriałów oraz starania się o ich ochronę prawną, naukowcy podejmują również komunikację z potencjalnymi partnerami biznesowymi. Współpracują przede wszystkim z producentami i praktykami reprezentującymi branżę medyczną. Rozmawiają o tym, jakiego typu rozwiązania są poszukiwane. Podstawą tej komunikacji jest jednak świadomość procesów, które zwykle są czasochłonne.

Najważniejsza jest gwarancja wysokiej jakości produktu, który spełni określone funkcje i nie będzie szkodliwy dla organizmu pacjenta. Otrzymane przez naukowców wyniki muszą być powtarzalne i dobrze przebadane, dlatego w przypadku biomateriałów mówi się przeważnie o 9 poziomach gotowości technologicznej (TRL). Osiągnięcie ostatniego poziomu pozwala myśleć o wprowadzeniu produktu na rynek medyczny.

– W przypadku niektórych z naszych rozwiązań możemy mówić już o 5 poziomie, co oznacza, że rozpoczynamy weryfikację ich działania w środowisku zbliżonym do rzeczywistego. Stosowanie takiej skali pozwala lepiej zrozumieć nasze badania i ułatwia rozmowy z potencjalnymi inwestorami, którzy byliby zainteresowani komercjalizacją opracowanego przez nas wynalazku, na czym i nam zależy – podsumowuje prof. Bożena Łosiewicz.

Małgorzata Kłoskowicz | Sekcja Prasowa UŚ

9 poziomów gotowości technologicznej (TRL)
Poziom 1 Zaobserwowanie i opisanie podstawowych zasad danego zjawiska
Poziom 2 Sformułowanie koncepcji technologicznej lub przyszłego jej zastosowania
Poziom 3 Przeprowadzanie eksperymentalnie i analitycznie dowodów na słuszność koncepcji
Poziom 4 Przeprowadzanie weryfikacji komponentów technologii w warunkach laboratoryjnych
Poziom 5 Przeprowadzanie weryfikacji komponentów technologii w środowisku zbliżonym do rzeczywistego
Poziom 6 Dokonanie demonstracji technologii w środowisku zbliżonym do rzeczywistego
Poziom 7 Dokonanie demonstracji prototypu systemu w otoczeniu operacyjnym
Poziom 8 Zakończenie badań i demonstracja ostatecznej formy technologii
Poziom 9 Weryfikacja technologii w środowisku operacyjnym i uruchomienie produkcji na skalę przemysłową

Zdjęcie portretowe prof. Bożeny Łosiewicz
Dr hab. Bożena Łosiewicz, prof. UŚ od wielu lat zajmuje się badaniem i projektowaniem biomateriałów | fot. Małgorzata Kłoskowicz
Zdjęcie portretowe mgr inż. Patrycji Osak
Mgr inż. Patrycja Osak interesuje się głównie implantami stomatologicznymi | fot. Małgorzata Kłoskowicz

 

return to top